CN110986067A - 用于联合循环电厂锅炉吹管系统及其作业方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统及其作业方法，需要进行吹管作业准备时，控制装置控制联合循环燃气轮机启动，升转速并达到满转速空负荷状态；第一温度传感器监测透平出口的排气温度，余热锅炉中的第二温度传感器监测主汽温度，控制系统根据余热锅炉主汽温度反馈调节系统，设定新的透平出口排气温度，并通过开启热除冰装置以辅助提升透平排气温度，减小可调导叶开度，从而降低进入压气机和燃烧室的空气量、调节燃烧室的燃料量等措施提高透平出口排气温度，以使主汽温度满足吹管要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统及其作业方法。
背景技术
燃气-蒸汽联合循环机组投产前基建调试期间，为了清除设备及管道在制造、运输、安装过程中残留在过热器、再热器及蒸汽管道中的各种杂物，调试人员必须对余热锅炉的过热器、再热器及蒸汽管道进行吹管，即蒸汽冲洗设备及管道。锅炉管道吹管过程对锅炉主汽温度有要求，必须达到要求温度才能进行吹管工作。
通常，联合循环电厂里，若燃气轮机已经并网带负荷运行，那么其透平排气温度较高，很容易使得余热锅炉内主汽温度提升到满足吹管要求。然而在燃气-蒸汽联合循环机组投产前的调试阶段，经常会有燃气轮机不带负荷而锅炉需要吹管的状态。由于燃气轮机不带负荷，导致燃气轮机排气温度较低，蒸汽主汽温度达不到吹管要求，无法进行吹管工作。遇到这种情况，需要燃气轮机调整运行工况，提高排气温度，使得余热锅炉主汽温度升高到满足吹管要求，从而顺利进行吹管工作。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统及其作业方法，能够方便地使得余热锅炉主汽温度满足吹管要求，以便于进行吹管作业。
为实现上述目的，本发明提供一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统，包括用管路依次连接的进气系统、压气机、燃烧室、透平、余热锅炉以及联合循环汽轮机；
所述进气系统中设有用于加热进入压气机的空气的加热除冰装置，所述压气机的进口处设有用于调节压气机进口开度的可调导叶，所述透平出口设有第一温度传感器和压力传感器所述余热锅炉中设有用于检测主汽温度的第二温度传感器，所述第一温度传感器、压力传感器和第二温度传感器均与控制装置连接；
所述控制装置根据第一温度传感器和压力传感器所传递的检测数据控制可调导叶的运动从而控制压气机进口的空气流量，并控制加热除冰装置将升温对进气系统中的空气进行加热。
优选地，所述燃烧室内设有燃烧系统。
与本发明的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统相应地，本发明还提供一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统的作业方法，利用上述技术方案或其任一优选的技术方案所述的用于联合循环电厂锅炉吹管系统进行作业，包括如下步骤：
1)需要进行锅炉吹管时，控制装置控制联合循环燃气轮机启动，升转速并达到满转速空负荷状态；
2)透平出口的第一温度传感器监测透平出口的排气温度Tout，余热锅炉中的第二温度传感器监测主汽温度Ts，控制系统根据余热锅炉主汽温度反馈调节系统，设定新的透平出口排气温度Tout’；控制装置择一地或者联合地执行以下步骤3.1)和3.2)：
3.1)控制装置根据新的透平出口排气温度Tout’，开启加热除冰装置，将压气机进气温度加热至Tin以辅助提升透平排气温度；
3.2)控制装置根据新的透平出口排气温度目标信号Tout`控制压气机进口处的可调导叶减小开度，从而降低进入压气机和燃烧室的空气量，并调节燃烧室的燃料量，以保证燃烧稳定，从而进一步提高透平出口排气温度；
4)待余热锅炉中的第二温度传感器监测到主汽温度Ts满足吹管要求后，控制装置开始执行吹管作业。
优选地，如果联合地执行以下步骤3.1)和3.2)，控制装置开启加热除冰装置将进气温度加热至Tin，或者控制装置关闭压气机进口可调导叶，从而保证透平出口排气温度。
优选地，在所述步骤3.1)和步骤3.2)中，先调整进气系统加热除冰装置温度，再调节压气机进口可调导叶的开度，从而确保该操作过程中压气机运行稳定。
如上所述，本发明涉及的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统及其作业方法，具有以下有益效果：利用本发明的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统进行吹管作业准备时，控制装置控制联合循环燃气轮机启动，升转速并达到满转速空负荷状态；第一温度传感器监测透平出口的排气温度，余热锅炉中的第二温度传感器监测主汽温度，控制系统根据余热锅炉主汽温度反馈调节系统，设定新的透平出口排气温度，并通过开启热除冰装置以辅助提升透平排气温度，减小可调导叶开度，从而降低进入压气机和燃烧室的空气量、调节燃烧室的燃料量等措施提高透平出口排气温度，以使主汽温度满足吹管要求。由此可见，本发明的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统及其作业方法能够方便地使得余热锅炉主汽温度满足吹管要求，以便于进行吹管作业。
附图说明
图1显示为本发明的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统的结构示意图。
图2显示为燃气轮机参数调节规律示意图。
元件标号说明
1 进气系统
2 压气机
3 燃烧室
4 透平
5 余热锅炉
6 联合循环汽轮机
7 加热除冰装置
8 可调导叶
9 燃烧系统
10 第一温度传感器
11 第二温度传感器
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，本发明提供一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统，包括用管路依次连接的进气系统1、压气机2、燃烧室3、透平4、余热锅炉5以及联合循环汽轮机6；
所述进气系统1中设有用于加热进入压气机2的空气的加热除冰装置7，所述压气机2的进口处设有用于调节压气机2进口开度的可调导叶8，所述透平4出口设有第一温度传感器10和压力传感器，所述余热锅炉5中设有用于检测主汽温度的第二温度传感器11，所述第一温度传感器10、压力传感器和第二温度传感器11均与控制装置连接；
所述控制装置根据第一温度传感器10和压力传感器所传递的检测数据控制可调导叶8的运动从而控制压气机2进口的空气流量，并控制加热除冰装置7将升温对进气系统1中的空气进行加热。
利用本发明的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统进行吹管作业准备时，控制装置控制联合循环燃气轮机启动，升转速并达到满转速空负荷状态；第一温度传感器10监测透平4出口的排气温度，余热锅炉5中的第二温度传感器11监测主汽温度，控制系统根据余热锅炉5主汽温度反馈调节系统，设定新的透平4出口排气温度，并通过开启热除冰装置以辅助提升透平4排气温度，减小可调导叶8开度IGV，从而降低进入压气机2和燃烧室3的空气量、调节燃烧室3的燃料量等措施提高透平4出口排气温度，以使主汽温度满足吹管要求。由此可见，本发明的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统及其作业方法能够方便地使得余热锅炉5主汽温度满足吹管要求，以便于进行吹管作业。
如图1所示，所述燃烧室3内设有燃烧系统9，燃烧系统9可以控制加入到燃烧室3的燃料，从而控制对气流的加热温度。
在本发明的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统中，透平4出口设有第一温度传感器10和压力传感器，余热锅炉5中设有用于检测主汽温度的第二温度传感器11，透平4出口的第一温度传感器10和压力传感器可将透平4出口排气温度反馈给控制装置，控制装置根据设定的控制逻辑控制压气机2进口可调导叶8的开度，以调节压气机2进口空气流量，同时反馈给进气系统1中的加热除冰装置7，提升加热除冰装置7设定温度，加热压气机2进口空气，余热锅炉5端有第二温度传感器11用于监测主汽温度。
本发明为了使得燃气轮机能够达到吹管作业条件，提供了一种在燃气-蒸汽联合循环机组调试阶段调整燃气轮机运行状况以满足锅炉吹管要求的方法，能够在燃气轮机不带负荷的情况下，对燃气轮机透平4排气温度进行调节。在保证燃气轮机稳定运行的前提下，使得排气温度提高，从而将余热锅炉5主汽温度加热到满足吹管要求。因为在燃气轮机不带负荷的情况下进行，所以联合循环机组不需要并网，也就不需要与电网进行沟通，因此具有极高的操作灵活性。
与本发明的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统相应地，本发明还提供一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统的作业方法，利用上述技术方案或其任一优选的技术方案所述的用于联合循环电厂锅炉吹管系统进行作业，包括如下步骤：
1)需要进行锅炉吹管时，控制装置控制联合循环燃气轮机启动，升转速并达到满转速空负荷状态；
2)透平4出口的第一温度传感器10监测透平4出口的排气温度Tout，余热锅炉5中的第二温度传感器11监测主汽温度Ts，控制系统根据余热锅炉5主汽温度反馈调节系统，设定新的透平4出口排气温度Tout’；控制装置择一地或者联合地执行以下步骤3.1)和3.2)：
3.1)控制装置根据新的透平4出口排气温度Tout’，开启加热除冰装置7，将压气机2进气温度加热至Tin以辅助提升透平4排气温度；
3.2)控制装置根据新的透平4出口排气温度目标信号Tout`控制压气机2进口处的可调导叶8减小开度，从而降低进入压气机2和燃烧室3的空气量，并调节燃烧室3的燃料量，以保证燃烧稳定，从而进一步提高透平4出口排气温度；
4)待余热锅炉5中的第二温度传感器11监测到主汽温度Ts满足吹管要求后，控制装置开始执行吹管作业。
本发明的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统的作业方法当然也具有本发明的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统的有益效果，此处不再赘述。
如果联合地执行以下步骤3.1)和3.2)，控制装置开启加热除冰装置7将进气温度加热至Tin，或者控制装置关闭压气机2进口可调导叶8，从而保证透平4出口排气温度。
上述步骤3.1)和步骤3.2)都有助于燃气轮机不带负荷的情况下进行吹管作业，通过开启加热除冰装置7将进气温度加热至Tin，或减少压气机2进气导叶开度IGV，都能提升燃气轮机透平4排气温度Tout。因此，在上述步骤3.1)和步骤3.2)可以独立进行。
如果联合执行步骤3.1)和步骤3.2)，开启加热除冰装置7将进气温度加热至Tin可以减少压气机2进气可调导叶8的开度，同样的，关闭压气机2进口可调导叶8的开度可以降低对加热除冰装置7加热温度的要求，从而使得压气机2能够处于更稳定的运行工况，保证燃气轮机整体运行稳定。
在所述步骤3.1)和步骤3.2)中，先调整进气系统1加热除冰装置7温度，再调节压气机2进口可调导叶8的开度，从而确保该操作过程中压气机2运行稳定。
本发明的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统及其作业方法的目标旨在燃气-蒸汽联合循环电站的基建、调试或者正式运行过程中，在有余热锅炉5吹管需求而联合循环机组不能并网的情况下，能够让燃气轮机不并网运行并实施余热锅炉5吹管工作。燃气轮机启动后升转速并运行在FSNL工况，请参考图2，图2显示为燃气轮机参数调节规律示意图，通过提升燃气轮机进气加热除冰装置7设定温度Tin以及关小压气机2进口可调导叶8开度IGV，与此同时调整燃烧室3内的燃料量，从而实现燃气轮机透平4出口排气温度Tout提升的目标，进而使得锅炉主汽温度Ts提升到满足锅炉吹管要求的温度。本发明的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统给出了一种联合循环电厂调试阶段，在燃气轮机不带负荷不并网的情况下实现锅炉吹管的方法，与传统联合循环电厂进行锅炉吹管作业中，燃气轮机需要带负荷运行相比，本发明的一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统的作业方法不需要与电网进行沟通，增大了联合循环电厂调试阶段的灵活性，节约调试时间，节约联合循环电厂在调试运行中的运行成本提升了经济效益。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统，其特征是，包括用管路依次连接的进气系统、压气机、燃烧室、透平、余热锅炉以及联合循环汽轮机；
所述进气系统中设有用于加热进入压气机的空气的加热除冰装置，所述压气机的进口处设有用于调节压气机进口开度的可调导叶，所述透平出口设有第一温度传感器和压力传感器所述余热锅炉中设有用于检测主汽温度的第二温度传感器，所述第一温度传感器、压力传感器和第二温度传感器均与控制装置连接；
所述控制装置根据第一温度传感器和压力传感器所传递的检测数据控制可调导叶的运动从而控制压气机进口的空气流量，并控制加热除冰装置将升温对进气系统中的空气进行加热。
2.根据权利要求1所述的用于联合循环电厂锅炉吹管系统，其特征在于：所述燃烧室内设有燃烧系统。
3.一种用于联合循环电厂锅炉吹管系统的作业方法，利用权利要求1至2任一项所述的用于联合循环电厂锅炉吹管系统进行作业，包括如下步骤：
1)需要进行锅炉吹管时，控制装置控制联合循环燃气轮机启动，升转速并达到满转速空负荷状态；
2)透平出口的第一温度传感器监测透平出口的排气温度Tout，余热锅炉中的第二温度传感器监测主汽温度Ts，控制系统根据余热锅炉主汽温度反馈调节系统，设定新的透平出口排气温度Tout’；控制装置择一地或者联合地执行以下步骤3.1)和3.2)：
3.1)控制装置根据新的透平出口排气温度Tout’，开启加热除冰装置，将压气机进气温度加热至Tin以辅助提升透平排气温度；
3.2)控制装置根据新的透平出口排气温度目标信号Tout`控制压气机进口处的可调导叶减小开度，从而降低进入压气机和燃烧室的空气量，并调节燃烧室的燃料量，以保证燃烧稳定，从而进一步提高透平出口排气温度；
4)待余热锅炉中的第二温度传感器监测到主汽温度Ts满足吹管要求后，控制装置开始执行吹管作业。
4.根据权利要求1所述的用于联合循环电厂锅炉吹管系统的作业方法，其特征在于：如果联合地执行以下步骤3.1)和3.2)，控制装置开启加热除冰装置将进气温度加热至Tin，或者控制装置关闭压气机进口可调导叶，从而保证透平出口排气温度。
5.根据权利要求1所述的用于联合循环电厂锅炉吹管系统的作业方法，其特征在于：在所述步骤3.1)和步骤3.2)中，先调整进气系统加热除冰装置温度，再调节压气机进口可调导叶的开度，从而确保该操作过程中压气机运行稳定。
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